Способ переработки сивушного масла

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к переработке сивушного масла, являющегося многотоннажным отходом спиртовой промышленности. Способ позволяет переработать сивушное масло в высокоэффективный компонент смесевых растворителей, повышенного качества, с низкой себестоимостью и высоким выходом продукта. Переработку сивушного масла производства этилового спирта осуществляют этерификацией ледяной уксусной кислотой в присутствии катализатора серной кислоты, нейтрализацией, причем этерификацию проводят при кипении реакционной смеси и непрерывном отделении воды с использованием флоорентины. Отделяют полученный продукт от катализатора под вакуумом при температуре не выше 110°С, подвергают раздельной нейтрализации полученный продукт и катализатор, затем полученный продукт дополнительно осушают. 3 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к переработке сивушного масла, являющегося многотоннажным отходом спиртовой промышленности, а также к производству растворителей для ЛКМ.

Известны современные методы утилизации сивушного масла (ГОСТ 10071-71) предполагают или сжигание в топках в составе мазута [Климовский Д.И., Смирнов В.Н. Технология спирта. М., 1967] или использование в качестве сырья для производства изоамилового спирта путем ректификации [Патент РФ 2109724, 23.05.96, Гареев Г.А. и др.]. По данному патенту предполагается опять же сжигание 40% низкокипящей фракции сивушного масла.

Известен также способ, позволяющий выделить и использовать все органические ингредиенты сивушного масла [Патент РФ 2138476, 27.09.99, Гареев и др.]. В основе данного способа лежит принцип многостадийной ректификации, разделение на фракции исходного сивушного масла, применение толуола в качестве азеотропного реагента. До выделения изоамилового спирта проводят три стадии ректификации. При переработке головной фракции при температуре до 84°С 20 масс.% отбрасывают, а следующую фракцию при температуре 84-87°С (около 15% от массы) отправляют на повторную переработку. Это еще три стадии.

Недостатками данного способа являются большая энергоемкость (шесть стадий), низкая скорость процесса, громоздкое аппаратурное оформление, применение дорогостоящего реагента толуола (в десять раз дороже сивушного масла).

Известен способ переработки сивушного масла производства этилового спирта, включающий этерификацию уксусной кислотой в присутствии катализатора серной кислоты, азеотропную осушку и нейтрализацию, в котором этерификацию проводят при температуре 85-115°С, полученную реакционную смесь (продукт и катализатор) подвергают нейтрализации, полученный продукт осушают посредством азеотропной осушки, отделяют полученный продукт от катализатора под вакуумом при t не выше 143°С (см. Диссертация на соискание степени к.т.н. "Математические модели параметрического синтеза смесевых растворителей". Гревцев А.Ф., Воронеж, 2002, 170 л.). Данный способ взят за прототип.

Данный способ дает возможность утилизировать сивушное масло, получить смесевой растворитель с хорошей растворяющей способностью и широкой областью применения в лакокрасочной промышленности. Однако способ имеет следующие недостатки:

- стадия перегонки происходит при температуре 140°С, а изоамилацетат, основной и самый ценный продукт, кипит при t=146°С, поэтому возможны его потери, что приведет к повышению себестоимости конечного продукта; стадия азеотропной сушки, которой подвергают продукт после нейтрализации, не может обеспечить содержание воды меньше 2 масс.%, т.к. растворимость этилацетата в воде 12 масс.%, а изоамилацетата 2 масс.%. Это снижает качество конечного продукта и не соответствует ГОСТу; недостатком способа является то, что в процессе этерификации (первая стадия прототипа) не отводится вода. Процессы этерификации равновесны, и нельзя получить высокие выходы эфиров, не отводя воду.

Для преодоления перечисленных недостатков предлагается новое техническое решение, позволяющее переработать сивушное масло в высокоэффективный компонент смесевых растворителей, повышенного качества, с низкой себестоимостью и высоким выходом продукта, соответствующий ГОСТу и не уступающий по показателям импортному продукту.

Указанный эффект достигается тем, что проводят этерификацию сивушного масла производства этилового спирта ледяной уксусной кислотой в присутствии катализатора серной кислоты при кипении реакционной смеси и непрерывном отделении воды с использованием флоорентины, отделяют полученный продукт от катализатора под вакуумом при температуре не выше 110 С, подвергают раздельной нейтрализации полученный продукт и катализатор, а затем полученный продукт дополнительно подвергают сушке безводным сульфатом натрия, полученный продукт нейтрализуют кристаллической содой, остаток катализатора нейтрализуют каустиком.

Способ осуществляли следующим образом.

Установка включает реактор с мешалкой и обогревом, водяной холодильник, флоорентину (проточный сепаратор для выделения воды), вакуумную часть и приемные емкости.

В реактор загружали 620 г сивушного масла ГОСТ 17071-71, 380 г ледяной уксусной кислоты ГОСТ 61-75 и 20 г серной кислоты ГОСТ 2184-77 и нагревали до кипения 95°С.

Кипятили 45-60 минут с полным возвратом флегмы в реактор, затем подключали флоорентину и начинали отделять воду.

Воды отделилось 100 г. Это вода, которая содержалась в сивушном масле и вода, которая образовалась за счет этерификации спиртов, содержащихся в сивушном масле.

Окончанием этерификации является прекращение выделения воды. После прекращения выделения воды (35-40 минут) реактор охлаждали до температуры 50-60°С, включали вакуум и отгоняли полученный продукт (эфиры и оставшиеся спирты) в приемную емкость. Отгонку эфиров необходимо производить при температуре не выше 110°С во избежание кислого гидролиза в кубе реактора. В кубе реактора остается отработанный катализатор. Для качества продукта важно предварительное отделение продукта от катализатора с последующей раздельной нейтрализацией. Полученный продукт - спиртовоацетатный растворитель нейтрализовали кристаллической содой до рН-7, затем сушили безводным сульфатом натрия и фильтровали. Содержание воды в продукте не превышает 0,6 масс.%. Остаток серной кислоты в кубе реактора разбавляли водой и нейтрализовали до рН-7 каустиком.

Выход продукта составляет 70-75 масс.%. Такой выход обусловлен содержанием воды в сивушном масле.

Обоснование граничных условий реализации способа переработки сивушного масла.

Для реализации способа использовались исходные вещества, соответствующие ГОСТу. Соотношение 62 масс.% сивушного масла и 38 масс.% ледяной уксусной кислоты является оптимальным, т.к. увеличение концентрации ледяной уксусной кислоты до 40 масс.% повышает кислотность полученного продукта и увеличивает расход соды на стадии нейтрализации и не увеличивает количество ацетатов в готовом продукте (максимальное число омыления 452.8 мг/г КОН).

Количество катализатора 2 масс.%. Увеличение концентрации приводит к увеличению расхода каустика на стадии нейтрализации, а уменьшение до 1% приводит к увеличению стадии этерификации до 90 минут, а также повышенному расходу сульфата натрия на стадии обезвоживания. (Вода в процессе этерификации взаимодействует с катализатором концентрированной серной кислотой и частично удерживается в кубе реактора).

Температура реализации способа составляет 95°С (кипение реакционной смеси), зависит от состава сивушного масла (ГОСТ17071-71 и соотношение по №1). Если в реакторе не будет кипения, процесс не протекает, т.к. не происходит отделение воды, а процесс этерификации - равновесный. Увеличение температуры приводит к увеличению интенсивности кипения и увеличению давления в реакторе и необоснованному расходу воды на охлаждение.

Полученный продукт является высокоэффективным компонентом смесевых растворителей с числом коагуляции 95-100 пунктов, содержание воды менее 0,6 масс.%, плотность 0,872, летучесть 18 единиц, число рефракции 1,40. Состоит из спиртов и ацетатов от этилового до изоамилового спиртов с максимальным числом омыления 452.8 мг/г КОН.

1. Способ переработки сивушного масла производства этилового спирта, включающий этерификацию ледяной уксусной кислотой в присутствии катализатора серной кислоты, нейтрализацию, отличающийся тем, что этерификацию проводят при кипении реакционной смеси и непрерывном отделении воды с использованием флоорентины, отделяют полученный продукт от катализатора под вакуумом при температуре не выше 110°С, подвергают раздельной нейтрализации полученный продукт и катализатор, затем полученный продукт дополнительно осушают.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученный продукт нейтрализуют кристаллической содой.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученный продукт дополнительно осушают безводным сульфатом натрия.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что остаток катализатора нейтрализуют каустиком.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к усовершенствованному способу повышения каталитической активности при получении метилацетата, включающему карбонилирование сырья на основе диметилового эфира монооксидом углерода в присутствии водорода при практически безводных условиях при температуре, составляющей от более чем 250 до 350°С, в присутствии цеолитного катализатора, эффективного в указанном карбонилировании, причем концентрация диметилового эфира составляет по меньшей мере 1% мол., в расчете на общее количество сырья.
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения C1-С3 алифатической карбоновой кислоты и/или соответствующего сложного эфира путем карбонилирования соответствующего С1-С3 алифатического спирта и/или его производного - сложного или простого эфира - монооксидуглеродным сырьем, содержащим водород, в присутствии катализатора, включающего цеолит, содержащий по меньшей мере один 8-членный кольцевой канал, указанный 8-членный кольцевой канал соединен с каналом, образованным кольцом, содержащим 8 или большее количество элементов, указанное 8-членное кольцо обладает просветом размером не менее 2,5 Å × не менее 3,6 Å, и по меньшей мере один бренстедовский кислый центр, и этот цеолит обладает молярным отношением диоксид кремния:X2O3, равным не менее 5, где Х выбран из группы, включающей алюминий, бор, железо, галлий и их смеси, при условии, что цеолит не представляет собой морденит или феррьерит.

Изобретение относится к способу получения этилацетата дегидрированием этанола в присутствии медь-цинкового катализатора при повышенной температуре и давлении. .
Изобретение относится к усовершенствованному способу уменьшения концентрации альдегида в сырьевом потоке процесса карбонилирования, включающему: подачу сырого потока, содержащего карбонилируемый агент, выбранный из группы, состоящей из метанола, метилацетата, метилформиата и диметилового эфира или из их смеси, имеющего первичную концентрацию альдегидов; и его взаимодействие в газовой фазе с нанесенным катализатором, который содержит, по меньшей мере, один металл от 8 до 11 группы, в условиях, обеспечивающих уменьшение первичной концентрации альдегидов до вторичной концентрации альдегидов.
Изобретение относится к усовершенствованному способу карбонилирования, предназначенному для получения продукта карбонилирования путем взаимодействия монооксида углерода с сырьем, включающим спирт и/или его реакционно-способное производное, в паровой фазе с использованием в качестве гетерогенного катализатора гетерополикислоты, которая подвергнута ионному обмену с одним или большим количеством металлов, выбранных из группы, включающей родий, иридий, медь и палладий, и металлом группы IA, выбранным из группы, включающей литий, натрий, калий и рубидий, или в которую включены эти металлы, где гетерополикислота описывается формулой H3M 12XO40, где М обозначает вольфрам, молибден, хром, ванадий, тантал или ниобий и Х обозначает фосфор или кремний.
Изобретение относится к области синтеза сложных эфиров из спиртовой фракции капролактама. .
Изобретение относится к способам получения эфира уксусной кислоты (метилацетата) путем карбонилирования диметилового эфира в газовой фазе в присутствии катализатора и может найти применение в химической промышленности.

Изобретение относится к новым соединениям общей формулы (I), в которой Х обозначает группу СНО, СН2 ОН или CH2OC(O)R, где R обозначает линейную или разветвленную алкильную цепь С1-С5, а также к их способу получения, в частности к получению 6,8-диметилнон-7-еналя (1) гидроформилированием 5,7-диметилокта-1,6-диена.

Изобретение относится к новым соединениям общей формулы (I), в которой Х обозначает группу СНО, СН2 ОН или CH2OC(O)R, где R обозначает линейную или разветвленную алкильную цепь С1-С5, а также к их способу получения, в частности к получению 6,8-диметилнон-7-еналя (1) гидроформилированием 5,7-диметилокта-1,6-диена.

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к технологии производства акрилатов сернокислотным методом. .

Изобретение относится к применению флоккулирующего и хелатирующего агента в качестве агента, облегчающего очистку органического раствора, включающего алкильные эфиры жирных кислот, в котором содержание воды в органическом растворе равно или меньше 5% по массе, и где рН органического раствора составляет от 9 до 12, и где флоккулирующий и хелатирующий агент выбирают из группы, состоящей из полиалюминиевых коагулянтов.
Изобретение относится к усовершенствованным способам получения сложных алкиловых эфиров, которые могут быть использованы в качестве дизельного топлива, реакцией переэтерификации или этерификации.

Изобретение относится к усовершенствованному способу реакционной экстракции левулиновой кислоты из водной смеси, содержащей левулиновую кислоту, в котором водную смесь приводят в контакт с жидким этерифицирующим спиртом, который имеет, по меньшей мере, четыре атома углерода и по существу не смешивается с водой, в условиях этерификации в присутствии катализатора и при температуре в пределах от 50 до 250°С, в результате чего образуется эфир левулиновой кислоты, причем используют один жидкий спирт в таком количестве, что он экстрагирует эфир из водной смеси с образованием водной фазы, содержащей катализатор и имеющей пониженное содержание левулиновой кислоты, и органической фазы, содержащей спирт и эфир левулиновой кислоты.
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения диацереина с содержанием алоэ-эмодина и его моно-, ди- и триацетильных производных в диапазоне от 0 до 5 частей на миллион, в котором водно-органический раствор соли диацереина со слабым основанием экстрагируют растворителем, не смешивающимся или практически не смешивающимся с водой.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения алкилового эфира 2,2-дихлор- или дибромфенилуксусной кислоты формулы (I) в которой Х является Cl или Br, n может быть целым числом от 1 до 5, R означает водород, C1 -C8-алкил, арил, гетероарил, C 1-C8-алкокси, арилокси или галоген, и R1 означает C1-C8 -алкил, где 2,2-дихлор- или дибромфенилацетонитрил формулы в которой X, n и R определены выше, подвергают взаимодействию в 0,8 до 2 молей воды на моль нитрила формулы (II), 1 до 8 молей спирта формулы (III): R1OH (III), в которой R1 определен выше, на моль нитрила формулы (II) и в присутствии от 1 до 3 молей HCl или HBr на моль нитрила формулы (II), при необходимости в присутствии растворителя, инертного в условиях реакции, при температуре реакции превращения от 30 до 60°С, затем осуществляют нагревание до 60-100°С и выдерживание при этой температуре, после окончания реакции реакционную смесь охлаждают до температуры от 20 до 40°С и разбавляют водой, и выделяют соответствующий алкиловый эфир 2,2-дихлор- или дибромфенилуксусной кислоты формулы (I).
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения общего количества фенольной кислоты, включащему стадии, на которых: а) экстрагируют шалфей многокорневой при помощи воды и фильтруют, b) помещают фильтрат в полиамидную колонну, промывают колонну водой до нейтрального состояния, удаляют промывную воду, элюируют полиамидную колонну слабым водным щелочным раствором и собирают полученные фракции, с) помещают полученные на стадии (b) щелочные фракции после их подкисления в абсорбционную колонну с макропористой смолой, промывают колонну водой до нейтрального состояния, удаляют промывную воду и затем элюируют колонну низшим водным или безводным спиртом; элюент собирают, выпаривают при пониженном давлении до момента удаления спирта и высушивают.

Изобретение относится к усовершенствованному способу выделения или очистки правастатина или его фармакологически приемлемой соли от примесей аналогов правастатина, который включает проведение экстракции правастатина или его фармакологически приемлемой соли, содержащих примеси аналогов правастатина, органическим растворителем формулы СН3СО2R (где R представляет собой алкил, содержащий три или четыре атома углерода); к усовершенствованному способу выделения или очистки правастатина или его фармакологически приемлемой соли, который включает разложение примесей с использованием неорганической кислоты или который включает удаление соединения формулы (I) с использованием неорганического основания.

Изобретение относится к усовершенствованному способу удаления формальдегида или его аддуктов из жидкой органической смеси, полученной при производстве метилметакрилата, содержащей по меньшей мере карбоновую кислоту или сложный эфир карбоновой кислоты и формальдегид или его аддукты, которая образует двухфазную смесь с водой, включающему по меньшей мере одну экстракцию жидкой органической смеси в системе жидкость-жидкость с использованием воды в качестве экстрагента с получением потока органической фазы и потока водной фазы, при этом поток органической фазы содержит значительно уменьшенную концентрацию формальдегида или его аддуктов по сравнению с жидкой органической смесью.

Изобретение относится к усовершенствованным способам удаления ацетальдегида из смеси метилацетата, метанола и ацетальдегида, один из которых включает: (а) введение смеси метилацетата, метанола и ацетальдегида в ректификационную колонну; (b) ректификацию введенной смеси метилацетата, метанола и ацетальдегида при давлении 68,95 кПа (10 фунт/кв.дюйм) или более с образованием потока пара, отводимого сверху колонны, обогащенного ацетальдегидом, по сравнению с вводимой смесью, и кубового остатка, обедненного ацетальдегидом по сравнению с вводимой смесью; (с) возвращение в виде флегмы части потока пара, отводимого сверху колонны, в ректификационную колонну; и (d) вывод потока кубового остатка, обедненного ацетальдегидом, из ректификационной колонны, где температура потока пара, отводимого сверху колонны, составляет от 85 до 115°С.
Наверх